JP2023177288A - 基板保持組立体及びドア装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板保持組立体及びドア装置を提供する。【解決手段】ドアと、ドアの一側に設けられる基板保持組立体と、を含み、基板保持組立体は、保持具本体と、保持具本体に設けられ、間隔を空けて並べられる複数の保持部材と、を含み、各保持部材は、２つの弾性アームと、２つの弾性アームの間に接続される挟持本体、挟持本体に位置し、弾性アームの隣接端に連通される挟持溝、及び挟持溝に連通される少なくとも１つの退避部を含む挟持構造と、を含むドア装置。【選択図】図５

Description

本開示は、基板保持組立体及びドア装置に関する。

基板を収納して載置するための容器は、基板容器と呼ばれてよい。基板は、プリント回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ；ＰＣＢ）、ウェーハ（ｗａｆｅｒ）等の半導体素子であってよい。例えば、ウェーハを収納して載置するための基板容器は、一般的にウェーハカセットと呼ばれる。よく見られたウェーハカセットは、カセットとドアを含み、ドアがカセットに装着され、カセット内に複数のウェーハを収容できる支持部材が設けられ、支持部材により複数のウェーハが水平に間隔を空けて並べられて設けられる。

一般的に、ウェーハは、ウェーハカセットによる輸送中に、振動により変位が発生したり、ドア方向へ移動したりして、更に損傷する問題が発生する。この問題を解決するために、通常、ドアにウェーハ保持具（ｒｅｔａｉｎｅｒ）を設けることで、複数のウェーハを保持してより安定した支持効果を提供し、更に、複数のウェーハの輸送中の振動による不安定な移動や損傷問題を解決する。しかしながら、ウェーハ保持具とウェーハとの間の接触は、また、摩擦、支持及び緩衝制振等の多くの要素を考慮する必要がある。

従って、ウェーハの安定性を提供し、ウェーハの損傷の問題を解決できる基板保持組立体及びドア装置を如何に提供するかは、現在業界が早急に研究開発資源を投入して解決しようとしている問題の一つである。

これに鑑みて、本開示の一つの目的は、上記問題を効果的に解決できる基板保持組立体及びドア装置を提案することである。

上記目的を達成するために、本開示の一実施形態によれば、保持具本体と、保持具本体に設けられ、間隔を空けて並べられる複数の保持部材と、を含み、保持部材のそれぞれは、２つの弾性アームと、２つの弾性アームの間に接続される挟持本体、挟持本体に位置し、２つの弾性アームの隣接端に連通される挟持溝、及び挟持溝に連通される少なくとも１つの退避部を含む挟持構造と、を含む基板保持組立体である。

本開示の一又は複数の実施形態において、挟持溝は、対向する２つの挟持面を有し、且つ退避部は、２つの挟持面の少なくとも一方に対して凹陥している。

本開示の一又は複数の実施形態において、挟持構造は、挟持本体に設けられる２つの壁部を更に含み、挟持溝と退避部は、２つの壁部の間に形成される。

本開示の一又は複数の実施形態において、挟持溝と退避部は、横方向に連通され、且つ挟持溝の縦断面幅は、退避部の縦断面幅より小さい。

本開示の一又は複数の実施形態において、退避部は、凹溝、挟持本体を貫通する貫通孔又はそれらの組み合わせである。

本開示の一又は複数の実施形態において、退避部が複数である場合、少なくとも１つの第１の退避部と、第１の退避部に間隔を空けて設けられる少なくとも１つの第２の退避部と、を含み、第１の退避部と第２の退避部は、異なる深さを有する構造である。

本開示の一又は複数の実施形態において、弾性アームのそれぞれは、保持具本体に接続される第１の端と、挟持構造に接続される第２の端と、を有し、第１の端の厚さは、第２の端の厚さより大きい。

本開示の一又は複数の実施形態において、各弾性アームの第１の端から第２の端までの厚さは、徐々に薄くなっている。

本開示の一又は複数の実施形態において、各弾性アームの第２の端は、挟持構造の挟持本体に接続され、且つ第２の端の厚さは、挟持本体の厚さより小さい。

上記目的を達成するために、本開示の一実施形態によれば、ドアと、ドアの一側に設けられる前述基板保持組立体と、を備える。

以上のように、本開示の基板保持組立体及びドア装置において、保持部材の挟持構造に互いに連通された挟持溝と退避部が設けられるため、挟持構造が例えばウェーハの基板を保持する際の直接接触面積を効果的に減少させると共に、保持部材の弾性アームの異なる厚さの変化設計に合わせて、十分な弾性余裕と構造強度の効果を両立させることができる。これにより、基板保持組立体全体は、過度の予圧量によるウェーハの亀裂や破損等の問題を効果的に回避することができる。

上記は、単に本発明が解決しようとする課題、課題を解決するための手段、及び発明の効果等を述べるためのものであり、本開示の具体的な細部については、下文の実施形態及び関連図面において詳しく紹介する。

下記添付図面についての説明は、本開示の上記、他の目的、特徴、メリット及び実施例をより分かりやすくするためのものである。
本開示の一実施形態による基板容器の一部を示す斜視分解模式図である。 図１におけるドア装置を示す正面図であり、ドア装置に基板保持組立体が配置される。 図２の基板保持組立体を示す正面図である。 図２の構造が線分４－４に沿って切断された後、基板保持組立体がウェーハを保持する部分断面図である。 図２の基板保持組立体を示す部分拡大図である。 図５の領域６－６を示す部分拡大図である。 図５の構造が線分７－７に沿って切断された後、基板保持組立体がウェーハを保持する部分断面図である。 図５の構造が線分８－８に沿って切断された後、基板保持組立体がウェーハを保持する部分断面図である。 図５の構造が線分９－９に沿って切断された後、基板保持組立体がウェーハを保持する部分断面図である。 図２の基板保持組立体が線分４－４に沿って切断された部分断面図である。 図４の部分拡大図である。

以下、図面で本開示の複数の実施形態を開示し、明確に説明するために、多くの実際的な細部を以下の記述で合わせて説明する。しかしながら、理解すべきなのは、これらの実際的な細部が、本開示の内容を制限するように適用されるものではない。つまり、本開示の内容の一部の実施形態において、これらの実際的な細部は必ずしも必要なものではない。また、図面を簡略化するために、一部の従来慣用の構造と素子は、図面において簡単で模式的に示される。

図１を参照されたい。それは、本開示の一実施形態による基板容器の斜視模式図である。図１に示すように、本実施形態において、基板容器が前開きの標準ウェーハカセット（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ；ＦＯＵＰ）である例を説明する。基板容器は、カセット１００及びドア装置２００を含み、ドア装置２００は、前記カセット１００を密閉又は開封するために使用される。カセット１００の内部は、複数のウェーハを載置するために使用され、複数のウェーハを間隔をあけて支持するための支持部材（ｓｕｐｐｏｒｔ）１１０が内側部に設けられ、詳細は後述する。ドア装置２００は、ドア２１０と、基板保持組立体３００と、を含む。ドア２１０は、内面２１１及び外面２１２を有する。ドア２１０の内面２１１の略中央に凹陥領域２１１ａが配置される。凹陥領域２１１ａは、基板保持組立体３００を配置するために使用でき、基板保持組立体３００は、カセット１００の内部の複数のウェーハのエッジ部分を保持するために使用される。

実際の使用では、基板容器は、標準メカニカルインターフェース（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ；ＳＭＩＦ）又は前開きのウェーハシッピングボックス（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｓｈｉｐｐｉｎｇ Ｂｏｘ；ＦＯＳＢ）等であってもよい。本開示が適用可能なドア装置２００であれば、本開示の範囲に含まれるべきであり、本開示は基板容器の種類を制限するものではない。

ドア２１０がカセット１００にカバーする過程で、基板保持組立体３００はそれぞれのウェーハをカセット１００内に押し付けて制限することができ、より安定した支持効果を提供することができるほか、ウェーハが輸送中に振動により不安定に移動して、粉塵（ｐａｒｔｉｃｌｅ）現象や損傷の問題が発生することを回避することができる。

なお、いくつかの実施形態において、ドア装置２００には、ドア２１０の外面２１２に隣接し、基板容器を開封又は密閉するための少なくとも１つのラッチ構造（図示せず）が設けられてもよい。

図２及び図３を参照されたい。図２は図１におけるドア装置２００を示す正面図であり、ドア装置２００に基板保持組立体３００が配置される。図３は図２の基板保持組立体３００を示す正面図である。図２に示すように、本実施形態において、基板保持組立体３００は保持具本体３１０及び複数の保持部材３２０を含む。具体的に、保持具本体３１０はドア２１０の内面２１１に装着され、複数の保持部材３２０は保持具本体３１０に設けられ、且つ方向Ｄ１に沿って順次に間隔を空けて並べられる。保持具本体３１０と複数の保持部材３２０はドア２１０の方向Ｄ２においてウェーハを十分に保持する幅が配置される。

いくつかの実施形態において、方向Ｄ１と方向Ｄ２は互いに垂直であるが、本開示はこれに制限されない。

基板保持組立体３００は、図２に示すように、突合せ組み立て又は埋設によってドア２１０に固定されることができる。突合せ組み立てを例として説明する。ドア２１０は複数の第１の突合せ部２１１ｂ（例えば係合ブロック）を更に含む。第１の突合せ部２１１ｂはドア２１０の内面２１１に設けられ、凹陥領域２１１ａ内に位置する。基板保持組立体３００は複数の第２の突合せ部３１１（例えば係合フック）を更に含む。第２の突合せ部３１１は保持具本体３１０の一側に設けられ、複数の保持部材３２０の反対側に配置される。第１の突合せ部２１１ｂと第２の突合せ部３１１は合わせて互いに突合せて固定（例えば係合ブロックと係合フックは互いに係合して固定される）されるため、基板保持組立体３００がドア２１０に固定されることができる。本開示は、第１の突合せ部２１１ｂと第２の突合せ部３１１の構造設計に制限されず、合わせて互いに固定できる構造であれば、本特許の保護範囲に属する。

図４及び図５を参照されたい。図４は図２の構造が線分４－４に沿って切断された後、基板保持組立体３００がウェーハを保持する部分断面図である。図５は、図２の基板保持組立体３００を示す部分拡大図である。図２～図５に示すように、本実施形態において、保持部材３２０は２つの弾性アーム３２１及び挟持構造３２２を含む。弾性アーム３２１は、挟持構造３２２が受けるウェーハＷＦの保持力に応じて、弾性緩衝余裕を提供し、逆に、挟持構造３２２がウェーハＷＦを保持しない場合、弾性アーム３２１が弾性復帰状態にある。弾性アーム３２１の弾性特性により、基板保持組立体３００とウェーハＷＦとの間の接触位置の干渉量を吸収することができる。

挟持構造３２２は挟持本体３２２ａ、挟持溝３２２ｃ及び少なくとも１つの退避部を含む。本実施例において、複数の退避部３２２ｄ１、３２２ｄ２を例として説明する。挟持構造３２２は２つの退避部３２２ｄ１及び１つの退避部３２２ｄ２を含む。退避部３２２ｄ２は２つの退避部３２２ｄ１の間にそれらと離間して位置する。挟持本体３２２ａは２つの弾性アーム３２１の間に接続され、２つの弾性アーム３２１を介してそれぞれ保持具本体３１０に接続される。挟持溝３２２ｃは挟持本体３２２ａに位置して、２つの弾性アーム３２１の隣接端に連通される。挟持溝３２２ｃは挟持本体３２２ａの一側（即ちカセット１００の内部方向に向かう）に位置し、ウェーハＷＦを挟持するように配置される。退避部３２２ｄ１、３２２ｄ２は方向Ｄ２に沿って間隔を空けて並べ、退避部３２２ｄ１、３２２ｄ２と挟持溝３２２ｃは挟持本体３２２ａの方向Ｄ２に沿って横方向に連通される。

図５と図６を併せて参照されたい。図６は図５の領域６－６を示す部分拡大図である。本実施形態において、挟持構造３２２の挟持溝３２２ｃは対向する２つの挟持面３２２ｃ１を有する。２つの挟持面３２２ｃ１は、それぞれウェーハＷＦのエッジの反対する２つの表面を挟持するように配置される。退避部３２２ｄ１、３２２ｄ２は２つの挟持面３２２ｃ１に対して凹陥している。退避部３２２ｄ１は上挟持面３２２ｃ１に対して方向Ｄ１に沿って上へ凹陥し、下挟持面３２２ｃ１に対して方向Ｄ１に沿って下へ凹陥している。これにより、挟持溝３２２ｃに対して、退避部３２２ｄ１、３２２ｄ２はより広く、且つウェーハＷＦに直接接触しない退避空間を形成する。

実際の使用では、退避部３２２ｄ１、３２２ｄ２は上挟持面３２２ｃ１のみに対して方向Ｄ１に沿って上へ凹陥し、又は下挟持面３２２ｃ１のみに対して方向Ｄ１に沿って下へ凹陥してもよく、同様に過度の予圧量によるウェーハＷＦの損傷を回避する効果を達成することができる。

図７を参照されたい。それは、図５の構造が線分７－７に沿って切断された後、基板保持組立体がウェーハを保持する部分断面図である。本実施形態において、挟持溝３２２ｃの輪郭は実質的にＶ字形を呈するため、ウェーハＷＦが挟持溝３２２ｃの挟持面３２２ｃ１で接触すると、挟持溝３２２ｃにスムーズに導入されることができ、搬送中の揺れや振動によりウェーハＷＦが上、下に移動する現象を回避するようにする。ウェーハＷＦに接触する挟持面３２２ｃ１には、摩擦による粉塵の問題を減少するように、耐摩耗性消耗品、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）材質を被覆することができる。

図５～図７に示すように、本実施形態において、挟持構造３２２は２つの壁部３２２ｂを更に含む。２つの壁部３２２ｂは挟持本体３２２ａの一側（即ちカセット１００の内部方向に向かう）に設けられる。挟持溝３２２ｃと退避部３２２ｄ１、３２２ｄ２は２つの壁部３２２ｂの間に形成される。これから、前述２つの挟持面３２２ｃ１は２つの壁部３２２ｂが挟持溝３２２ｃを形成する一部の表面である。

図８及び図９を参照されたい。図８は図５の構造が線分８－８に沿って切断された後、基板保持組立体がウェーハを保持する部分断面図である。図９は図５の構造が線分９－９に沿って切断された後、基板保持組立体がウェーハを保持する部分断面図である。図７～図９に示すように、本実施形態において、退避部３２２ｄ１の２つの壁部３２２ｂの間の幅Ｗ２は挟持溝３２２ｃの２つの壁部３２２ｂの間の幅Ｗ１より大きい。退避部３２２ｄ２の２つの壁部３２２ｂの間の幅Ｗ３は挟持溝３２２ｃの２つの壁部３２２ｂの間の幅Ｗ１より大きい。具体的に、挟持溝３２２ｃと退避部３２２ｄ１、３２２ｄ２の縦断面Ｐに方向Ｄ１に沿って幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を測定することができ、且つこの縦断面Ｐは方向Ｄ１、Ｄ２（図５を参照）に平行である。例えば、幅Ｗ１は挟持溝３２２ｃの２つの壁部３２２ｂの間の縦断面Ｐにおける最大幅である。幅Ｗ２は退避部３２２ｄ１の２つの壁部３２２ｂの間の縦断面Ｐにおける最大幅である。幅Ｗ３は退避部３２２ｄ２の２つの壁部３２２ｂの間の縦断面Ｐにおける最大幅である。

図５と図８に示すように、本実施形態において、退避部３２２ｄ１は凹溝構造に設計される。また、図９に示すように、本実施形態において、退避部３２２ｄ２は貫通孔構造に設計され、貫通孔は方向Ｄ３に沿って挟持構造３２２の挟持本体３２２ａを貫通する。方向Ｄ３は方向Ｄ１、Ｄ２の少なくとも一方に互いに垂直であるが、本開示はこれに制限されない。

なお、退避部３２２ｄ２は方向Ｄ２において２つの退避部３２２ｄ１に対して挟持構造３２２の中央領域に位置し、且つこの中央領域も挟持構造３２２がウェーハＷＦに接触する場合の接触面積が最も大きい箇所であるため、貫通孔形態の退避部３２２ｄ２は凹溝形態の退避部３２２ｄ１と比較してこの中央領域で大きい退避効果を提供でき、これにより、過度の予圧量によるウェーハＷＦの損傷問題を解決する。例えば、挟持構造３２２がウェーハＷＦに接触すると、挟持構造３２２の中央領域に位置する退避部３２２ｄ２のウェーハＷＦに対する予圧量は最小又はほぼ零である。

実際の使用では、凹溝形態の退避部３２２ｄ１の少なくとも一方を貫通孔形態の退避部３２２ｄ２に変更することができる。貫通孔形態の退避部３２２ｄ２も凹溝形態の退避部３２２ｄ１に変更することもできる。挟持構造３２２の退避部３２２ｄ１、３２２ｄ２の数と凹溝、貫通孔構造設計は、実際の必要に応じて柔軟に修正又は変化して組み合わせることができる。

図１０を参照されたい。それは図２の基板保持組立体３００が線分４－４に沿って切断された部分断面図である。本実施形態において、２つの退避部３２２ｄ１は挟持本体３２２ａに対して方向Ｄ３に凹陥しなく、且つ退避部３２２ｄ２は方向Ｄ３において挟持構造３２２の挟持本体３２２ａを貫通する。換言すれば、２つの退避部３２２ｄ１の挟持本体３２２ａに対する方向Ｄ３における深さは０であり、退避部３２２ｄ２の挟持本体３２２ａに対する方向Ｄ３における深さは、挟持本体３２２ａの厚さＴ３（図１１を参照）と等しいが、本開示はこれに制限されない。退避部３２２ｄ１、３２２ｄ２は異なる深さを有する構造である。

上記の構造設計により、挟持構造３２２はウェーハＷＦを保持する場合、退避部３２２ｄ１、３２２ｄ２によりウェーハＷＦに直接接触する面積を効果的に減少することができる。これにより、過度の予圧量によるウェーハＷＦの亀裂や破損等の問題を効果的に回避することができる。

図１１を参照されたい。それは、図４の部分拡大図である。本実施形態において、弾性アーム３２１は第１の端３２１ａ及び第２の端３２１ｂを有する。第１の端３２１ａは保持具本体３１０に接続される。第２の端３２１ｂは挟持構造３２２に接続される。弾性アーム３２１の第１の端３２１ａの厚さＴ１は第２の端３２１ｂの厚さＴ２より大きい。この構造配置により、薄い第２の端３２１ｂは保持部材３２０全体の弾性余裕を増加し、且つ厚い第１の端３２１ａはドア２１０への基板保持組立体３００の組み立て時の構造強度を強化することができる。

弾性アーム３２１の第２の端３２１ｂは挟持構造３２２の挟持本体３２２ａに接続される。弾性アーム３２１のそれぞれの第１の端３２１ａから第２の端３２１ｂまでの厚さは、徐々に薄くなっている。換言すれば、弾性アーム３２１ｎ厚さはスムーズに次第に変化し、且つ第１の端３２１ａでの厚さＴ１と第２の端３２１ｂでの厚さＴ２はそれぞれ弾性アーム３２１の最大厚さと最小厚さであるが、本開示はこれに制限されない。

本実施形態において、弾性アーム３２１の第１の端３２１ａの厚さＴ１は挟持構造３２２の挟持本体３２２ａの厚さＴ３より小さい。この構造配置により、挟持構造３２２の挟持本体３２２ａがウェーハＷＦに接触する位置の構造強度を強化することができる。

以上のように、本開示の基板保持組立体及びドア装置では、保持部材の挟持構造に互いに連通された挟持溝と退避部が設けられるため、挟持構造が例えばウェーハの基板を保持する際の直接接触面積を効果的に減少させると共に、保持部材の弾性アームの異なる厚さの変化設計に合わせて、十分な弾性余裕と構造強度の効果を両立させることができる。これにより、基板保持組立体全体は、過度の予圧量によるウェーハの亀裂や破損等の問題を効果的に回避することができる。

本開示では、実施形態を前述の通りに開示したが、実施形態は本開示を限定するものではなく、当業者であれば、本開示の精神と領域から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えることができる。従って、本開示の保護範囲は、後の特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

１００ カセット
１１０ 支持部材
２００ ドア装置
２１０ ドア
２１１ 内面
２１１ａ 凹陥領域
２１１ｂ 第１の突合せ部
２１２ 外面
３００ 基板保持組立体
３１０ 保持具本体
３１１ 第２の突合せ部
３２０ 保持部材
３２１ 弾性アーム
３２１ａ 第１の端
３２１ｂ 第２の端
３２２ 挟持構造
３２２ａ 挟持本体
３２２ｂ 壁部
３２２ｃ 挟持溝
３２２ｃ１ 挟持面
３２２ｄ１、３２２ｄ２ 退避部
４－４、７－７、８－８、９－９ 線分
６－６ 領域
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ 方向
Ｐ 縦断面
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ 厚さ
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３ 幅
ＷＦ ウェーハ

Claims (10)

1. 保持具本体と、
   前記保持具本体に設けられ、間隔を空けて並べられる複数の保持部材と、
   を含み、
   前記保持部材のそれぞれは、
   ２つの弾性アームと、
   前記２つの弾性アームの間に接続される挟持本体、前記挟持本体に位置し、前記２つの弾性アームの隣接端に連通される挟持溝、及び前記挟持溝に連通される少なくとも１つの退避部を含む挟持構造と、を含む基板保持組立体。
2. 前記挟持溝は、対向する２つの挟持面を有し、且つ前記退避部は、前記２つの挟持面の少なくとも一方に対して凹陥している請求項１に記載の基板保持組立体。
3. 前記挟持構造は、前記挟持本体に設けられる２つの壁部を更に含み、前記挟持溝と前記退避部は、前記２つの壁部の間に形成される請求項１に記載の基板保持組立体。
4. 前記挟持溝と前記退避部は、横方向に連通され、且つ前記挟持溝の縦断面幅は、前記退避部の縦断面幅より小さい請求項３に記載の基板保持組立体。
5. 前記退避部は、凹溝、前記挟持本体を貫通する貫通孔又はそれらの組み合わせである請求項１に記載の基板保持組立体。
6. 前記退避部が複数である場合、
   少なくとも１つの第１の退避部と、
   前記第１の退避部に間隔を空けて設けられる少なくとも１つの第２の退避部と、
   を含み、
   前記第１の退避部と前記第２の退避部は、異なる深さを有する構造である請求項１に記載の基板保持組立体。
7. 各弾性アームは、前記保持具本体に接続される第１の端と、前記挟持構造に接続される第２の端と、を有し、
   前記第１の端の厚さは、前記第２の端の厚さより大きい請求項１に記載の基板保持組立体。
8. 各弾性アームの前記第１の端から前記第２の端までの厚さは、徐々に薄くなっている請求項７に記載の基板保持組立体。
9. 各弾性アームの前記第２の端は、前記挟持構造の前記挟持本体に接続され、且つ前記第２の端の厚さは、前記挟持本体の厚さより小さい請求項７に記載の基板保持組立体。
10. ドアと、
    前記ドアの一側に設けられる請求項１～９の何れかに記載の基板保持組立体と、
    を備えるドア装置。

Images